“雖然占地球生物量超過20%，但是古菌這種古老的生命體依然不為人們所了解。”近日，在華中農業大學召開的中國丹麥古菌研討會上，華中農業大學校友、丹麥哥本哈根大學生物學院副教授佘群新告訴記者，來自中、丹兩國的科學家們正試圖聯手揭開古菌的神秘麵紗。
存在於生命邊界
據佘群新介紹，作為地球上最古老的生命體之一，古菌已經存在了至少30億年。曾有學者比喻，如果將地球約46億年的年齡比作一年，那麽古菌早在3月的某天就出現了，而人類誕生不過是12月31日的事。
盡管古菌有著漫長的曆史，但直到上世紀70年代才被生物學家發現，在飽受爭議後，最終和真核生物、細菌一起統稱為生物的三域。
“30年前人們習慣於將古菌等同於細菌。”中科院微生物研究所研究員東秀珠告訴記者，隨著認識的深入，研究者發現，“古菌的外殼像細菌，內核更像高等生物，為我們研究生命的繁衍、DNA複製等提供了非常好的模式”。
在長期的科研實踐中，東秀珠發現，古菌中蘊藏著遠多於另兩類生物的、未知的生物學過程和功能，“它讓我們驚訝，並不斷擴大我們之前的認識”。
“其中最重要的就是對生命邊界的認知。”東秀珠舉例說，傳統觀念認為溫度高於100℃就沒有生命存在，但研究發現有一種嗜熱古菌在高溫下仍能夠不失活性並正常生長。
“現在我們知道121℃仍然有生命存在，也許還會更高。”
東秀珠認為，很多古菌生活在高溫、高壓、高鹽以及酸性等極端條件下，那裏曾被譽為“生命的禁區”，研究古菌就是希望它能告訴我們生命的界限在哪裏。
寶貴的基因資源
雖然國內對於古菌的研究大都停留在生物學的基礎研究方麵，但是研究者們已經從極端條件下生存的古菌身上看到了巨大的工業應用前景。
華中農業大學生命科學技術學院教授梁運祥告訴記者，正是因為很多古菌能在高溫、高壓、高鹽等極端環境中生存，所以古菌生物技術為工業生產應用提供了豐富的基因資源。比如研究嗜鹽菌的耐鹽機理，有助於解決植物難以在沙漠化地區和鹽堿地生存的難題。
梁運祥介紹說，去年，華中農業大學與丹麥哥本哈根大學古菌研究中心合作完成了古菌的遺傳操作體係，接下來還將嚐試開發一些有用的基因。
作為國內為數不多的古菌研究者之一，東秀珠也作著同樣的嚐試。她和她的團隊長期研究生產沼氣的甲烷古菌，並積累了很好的成果。目前，他們已經從青藏高原采集到一種耐低溫甲烷古菌，正試圖從中找到突破，用來攻克“冬天不產沼氣”的難題。
此外，研究人員還嚐試從嗜熱菌和嗜冷菌中分離出不同特性的酶，用在食品加工、造紙等領域。據丹麥哥本哈根大學生物學院副教授Anders介紹，由於嗜冷微生物在低溫條件下調節能力更強，含有更多的不飽和脂肪酸和短鏈脂肪酸，在丹麥，人們將嗜冷酶廣泛應用在牛奶加工業。
需要更多人的關注
相對於古菌研究的巨大前景而言，國內為數不多的幾支研究團隊顯得過於單薄。
因為研究力量薄弱，所以研究者們特別珍視彼此間的合作。梁運祥告訴記者，去年由丹麥發起完成的古菌全基因組測序工作，幾乎所有的古菌研究者都自費參與其中，“隻有合作才能走得更快已經成為大家的共識”。
丹麥哥本哈根大學古菌研究中心在極端微生物領域的研究已有20多年的曆史，是全球最早從事極端微生物研究的實驗室之一。該中心負責人Roger教授對中國古菌研究作出了如此評價：“每一個實驗室都有自己的特色，雖然沒有競爭，但是有重疊，這種相互之間的合作使得你們處於一個高產的階段。”他同時建議，應該建立相對中心的實驗室來帶動整體研究水平的提升。
作為此次中國丹麥古菌研討會的發起人之一，佘群新在華中農業大學和哥本哈根大學之間建立了非常好的合作紐帶，“還希望更多的人來關注，包括一些生物企業，隻有理論研究和應用結合起來，才能共同推動古菌研究的發展”。
佘群新告訴記者，目前，華中農業大學的實驗室已經取得了一些令人興奮的進展，預計最新成果將會在明年發表。對此，他充滿了信心和期待：“我們現在所處的階段就好像站在一個小島上，看著遠方已經初顯的陸地，那將會是又一個小島呢，還是大陸？”
“我想應該是大陸。”佘群新說。
（來源：科學時報）
上一篇：握手禮會傳播細菌
下一篇：法律為何對“地溝油”不起作用
